水泵的分类

水泵分类详细
水泵分类详细

Tips:只有轴流泵有斜式安装

叶片式水泵

原理

叶片式水泵是利用回转叶片作用传递能量,对液体的输送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。(利用回转叶片作用传递能量)

分类

根据叶轮出水的水流方向可以将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流三种。

  1. 安装径向流叶轮的水泵称为离心泵,液体质点在叶轮中流动时主要受到离心力的作用;
  2. 安装在轴向流叶轮的水泵称为轴流泵,液体质点在叶轮中流动时主要依靠轴向升力的作用;
  3. 安装斜向流叶轮的水泵称为混流泵,它是上述两种叶轮的过渡形式,液体质点在叶轮中流动时,既受到离心力的作用,又受到轴向升力的作用。

水泵特性

离心泵

组成:由叶轮、泵轴、泵売、减漏环、轴封、轴承和联轴器等主要部件构成。

分类:离心泵有立式、卧式、单吸、双吸之分,一般适宜输送清水。

运行:启动前需预先将泵壳和吸水管充满水,方可保持抽水系统中水的连续流动。利用离心泵的允许吸上真空高度可以适当提高水泵的安装标高,有助于减少泵房埋深以节约土建造价。

离心泵的启动步骤:①泵入口阀全开,出口阀全关,启动电机;②当泵出口压力高于操作压力时,逐步打开出口阀,控制泵的流量、压力离心泵的停运:先将泵出口阀关闭,再停泵(严防泵因回流倒转)。

单级双吸泵
单级双吸泵

轴流泵

组成:轴流泵基本部件由吸入管、叶轮、导叶、轴和轴承、密封装置组成。其中叶轮的安装角度直接影响轴流泵的流量和扬程。

分类:按照叶轮调节可能性分为固定式(不可调)、半调式(停泵拆下来调)、全调式(不拆下来,可随时调)3种。

特点:轴流泵适用于大流量、低扬程、输送清水的工况,在城市排水工程和取水工程中应用较多。可供农业排灌、热电站循坏水输送、船坞升降水位之用。

轴流泵外形如同一根水管,泵壳直径和吸入管直径相近似,可垂直安装(立式)、水平安装(卧式)或倾斜安装(斜式)。

安装及启停:轴流泵必须在正水头下工作,其叶轮淹没在吸水室最低水位以下。电机、水泵常分为两层安装,电机层简单整齐。当控制出水流量减少时,叶轮叶片进口和出口水流产生回流,重复获得能量,扬程急速增加,功率增大。一般空转扬程是设计工况点扬程的1.5-2倍。国此,轴流泵不在出水管闸阀关闭时启动,而是在闸阀全开启情况下启动电机,称为“开阀启动”。

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三种安装方式
三种安装方式

固定安装:出水连接座固定于泵室底部,潜水泵、电机沿导杆放入泵室后,自动与出水连接座接合。潜水泵、电机沿导杆提升时,自动与出水连接座松脱。

移动安装:潜水泵下部设有底架支撑、多以出水软管连接水泵出水口,潜水泵、电机可随时转移安装地点。

干式固定安装:潜水泵是水泵、电机固定安装在支座上,便于检修维护,但失去了潜水泵的特点。

应用:潜水泵主要用于水源泵站取水、水厂内构筑物间提升、排水泵房排水。还可用于矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载,喷泉景观供水。

水泵的基本性能参数

(1)流量(抽水量)

水泵在单位时间内所输送的液体数量称为流量,用字母Q表示,常用的体积流量单位是$M^3/h$、$M^3/s$或L/S,常用的质量流量单位是t/h。

(2)扬程

扬程是水泵抽水向上扬起的高度,是指水系对单位质量液体所作之功,也即单位质量液体通过水泵后其能量的增值。用字母H表示,其单位为kg·m/kg,通常折算成抽送液体的液柱高度(m)表示。

(3)有效功率、轴功率、电机功率、电机配套功率和水泵效率

① 有效功率N~y~

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由于水泵不可能把泵轴得到的功率全部转化为有效功率,必然有一定损失。表示水泵能力利用程度的参数是水泵效率μ~1~,等于有效功率与轴功率的比值:

③ 电机功率(原动机功率)N~j~

电动机工作时自身所得到的(电)功率。

=
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由于原动机不可能把自身所得到的电功率全部转移给泵轴,必然有一定损失。表示电机功率转移程度的参数是电机效率μ~2~,等于轴功率与电机功率的比值:

④ 水泵耗电量W

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⑤ 电动机配套功率M

水泵配套的电动机额定功率需要考虑水泵超负荷工作的情况,因此所选功率应根据电机功率再乘以一个大于1的电机超负荷安全系数K值(见下表),即为电机配套功率。

(4)比转数

叶片式水泵的构造和水力性能多种多样,尺寸大小各不相同,为了分类、组成系列,特提出了反映叶片式水泵共性、作为水泵规格化的综合特征数,即为相似准数,又称叶片式水泵的比转数m(或比速)。

当已知水泵的流量Q和扬程H时,可按照以下公式求出该水泵的比转数n~s~:

由上式可看出,当水泵的转速一定时,同样流量的水泵,n~s~越大,扬程越低;同样扬程的水泵,n~s~越大,流量越大。

(5)水泵转速

水泵转速指的是水泵叶轮的转动速度,以每分钟转动的转数来表示( r/min)。往复泵转速通常以活塞往复的次数来表示(次min)。

(6)水的饱和蒸气压

使水内部不发生汽化而需要的水面至少应承受的绝对压力,其值随水温増大而增大,参表:

① 对于容器(比如泵売、比如管道)内的水,其水面承受的压力,就是水面自身的水压。也即力与反作用力相等的关系,比如装满水后水面自身的水压会导致给泵売、管道一个压力,进而泵売、管道反馈给水面同样大小的一个反作用力。

② 平时生活中,锅里放入冷水(比如20℃),它只需要承受0.24m水柱那么大的压力就不会内部汽化。而它实际承受着一个大气压(约10.33m水柱)那么大的压力,因此它就不会内部汽化(即不会沸腾);将其加热到100°C左右后,“压不住”而汽化了。

(7)气蚀现象

H~s~的定义为:是指水泵在标准状况下运转时,水泵所允许的最大的吸上真空高度。越大说明水泵抗气蚀性能能越好。实际装置所需要的真空吸上高度Hs必须≤水系允许吸上真空高度,否则,在实际运行中会发生气蚀。

下文为字面意思解释(可抄)

① 什么叫“真空度”?即某处的绝对压力大<一个大气压,称该处存在一定的真空。比如某处的绝对压力80000Pa,而一个大气压约为100000Pa,则称该处的真空度为20000Pa。

② 什么叫“真空高度”?与“真空度”一样,只是单位换算成"m水柱"。

③ 什么叫“吸上真空高度”?即水流从水池中被吸上来途中,各断面的水压渐渐变小,在各断面造成的真空度即吸上真空高度。为了便于计算,我们仅关注1-1断面(也即水泵吸入ロ)的吸上真空高度。

④ 什么叫“允许吸上真空高度”?即1-1断面处允许达到的最大真空度。

⑤ 为什么1-1断面的真空度得规定最大值(上限),即不能更大了?因为1-1断面的压力得至少保证某个最小值(不能更小了)。

⑥ 1-1断画处的最小压カ得满足多少?1断面的最小能量是“$H_z+NPSH$",扣除此中的动能,即为1-1断面处的最小压力能,也即:$[(H_z+NPSH)-\frac{v^2}{2g}]$。

另外,除了水温、大气压力会影响允许吸上真空高度,水中泥沙含量也会影响允许吸上真空高度。

(10)水泵安装高度

① 离心泵最大安装高度计算

泵房内的地坪高度取决于水泵的安装高度,正确地计算水泵的最大允许安装高度,使水泵既能安全供水又能节省土建造价,具有很重要的意义。离心泵最大安装高度计算图参4-5,计算公式为:

②其他水泵安装高度

轴流泵需在正水头下工作,其叶轮淹没在吸水室最低水位以下一定高度,安装高度不进行计算,直接按照产品样本设计。

混流泵分两种情況:蜗壳式卧式混流泵类似离心泵,具有一定的允许吸上真空高度;带导叶的立式混流泵类似轴流泵,叶轮应淹没在吸水室最低水位以下。

长轴离心(JC、JCk、RIC型)深井泵应使2~3个叶轮浸入动水位以下。

潜水泵蜗壳顶部淹没在最低水位以下。